17 жовтня 2015 р., Змінено: 10 квітня 2020 р.

subvoice

Підготовка

Вимірювання імпедансу не є складним завданням. Все, що вам потрібно, це звукова карта з низьким рівнем шуму і кращим типом підсилювача для навушників, резистор відомого значення та деякі кабелі. Я також спробував Realtek ALC887 і ALC892, встановлені на базових материнських платах Gigabyte, обидва з яких роблять ідеальні виміри.

Якщо у вас немає лінійного введення (оскільки, наприклад, у вас є лише ноутбук), вам знадобиться звукова карта. Я не можу порекомендувати зовнішню звукову карту, Creative Audigy 2 NX зарекомендувала себе як зчитувач, але вона доступна лише вживаних, якщо ви її продаєте. Якщо у вас є якісь поради, будь ласка, напишіть мені 1, і я напишу, якщо ми можемо допомогти комусь із цим.

Збірка вимірювальної системи

Перше завдання - скласти просту схему. Для вимірювання сигнал подається підсилювачем навушників звукової карти (всі звукові карти, які можна підключити до навушників) не потребують зовнішнього підсилювача. Не всі виходи для навушників хороші, якщо вихідний опір високий або ви не можете керувати навантаженням з низьким імпедансом, він не підійде для точного вимірювання.

Саме базове підключення надзвичайно просто. Сигнал від підсилювача для навушників повинен надходити назад безпосередньо на ліву сторону вхідного сигналу звукової карти і підключатись до акустичної системи, що вимірюється, і до правої сторони лінійного входу через резистор 100 Ом.

Програма вимірює різницю між рівнями сигналу двох каналів і обчислює опір з цього і значення послідовного вимірювального резистора (100 Ом на вищезазначеній схемі).

Я доповнив вищезазначену схему перемикачем, який підключив паралельно резистору 100 Ом. Це коротко замикає резистор при включенні, що корисно для калібрування. Я поклав усе це в маленьку пластикову коробку Teko P/1.9 4 розміром 85 × 56 × 35,5 мм. На передній панелі коробки є підпружинений роз'єм для гучномовців (тут слід підключити динамік/гучномовець, що вимірюється), а перемикач калібрування зліва.

Входи та виходи знаходяться на задній панелі. Розетка RCA проста в установці, має стабільний контакт в довгостроковій перспективі і навіть добре виглядає. Для звукової карти материнської плати я використовую вмонтований 3,5-мм кабель jack-RCA. Завдяки простоті підключення, коробка в основному має лише кабель.

Дизайн в коробці практичний і з ним добре працювати, але, звичайно, не обов’язково. Моя попередня вимірювальна система складалася з резистора на 100 Ом, припаяного до гнізда коробки акустичних систем, і напіврізаного роз'єму RCA-кабелю. Він також вимірюється в тій самій якості, що і "коробкова" версія.

Моя стара, проста система вимірювання

Для вимірювання оголених динаміків та інших з’єднань та компонентів я зробив 1,5-мм кабель динаміка з високоякісним крокодиловим пінцетом, який можна легко підключити практично до будь-чого.

Налаштування програми вимірювання

Для вимірювання можна використовувати безкоштовний Майстер еквалайзера кімнати 5 (REW). Для Windows я рекомендую завантажити інсталятор Windows з версією JRE, яка вже включає вбудоване середовище Java, щоб програму можна було використовувати відразу після встановлення.

Перше завдання - налаштувати звук, натиснувши піктограму Налаштування. Для вимірювання можна використовувати драйвер Java або ASIO, який можна вибрати у розкривному списку Драйвери. Якщо можливо, я рекомендую ASIO, оскільки він обходить вбудований мікшер Windows і надає ексклюзивний доступ до вашої звукової карти. Таким чином, програмні ефекти та інші системні звуки, безумовно, не заважають вимірюванню.

Я використовую ASIO4ALL 6 для звукової карти материнської плати. Недоліком цього є те, що іменування виходів і входів іноді буває не надто інтуїтивним, тому вам доведеться трохи експериментувати з цим. На панелі керування (яку можна відкрити, натиснувши кнопку ASIO Control Panel), слід активувати лише входи та виходи, що використовуються для вимірювання (це відображається, клацнувши на піктограму гайкового ключа в правому нижньому куті).

Зображення показує мої власні налаштування ASIO, але це залежить від системи, тому я розміщу його тут лише для інформації.

У спадному списку Частота дискретизації виберіть частоту дискретизації. Для вимірювання частоти звуку достатньо 48 кГц для досягнення гарної точності та роздільної здатності в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц. У спадному списку Вихід виберіть канал, по якому сигнал вимірювання буде генеруватися REW (вихід для навушників). Інші важливі з них - це вхід, до якого підключений вимірювальний сигнал, підключений до послідовного вимірювального резистора (у наведеній вище схемі це лінійний вхід на лівому каналі) та вхід петлі, на який подається вихідний вимірювальний сигнал спина (правий бік).

Якщо налаштування ASIO на вашому комп'ютері теж не становить великих проблем, імпеданс можна досить добре виміряти за допомогою драйверів Java. У цьому випадку з міркувань безпеки ви можете відключити звуки системи Windows і закрити всі інші програми під час вимірювання, щоб звук сповіщення не заважав вимірюванню. Для драйвера Java при встановленні розкривних меню Вихідний пристрій та Пристрій введення на Пристрій за замовчуванням REW використовуватиме пристрої відтворення та запису за замовчуванням у Windows.

Інша відмінність порівняно з драйвером ASIO полягає в тому, що у разі виходів та входів його потрібно вибирати з лівого та правого каналів даного пристрою (L = лівий, R = правий).

Якщо ви використовуєте драйвер Java, перед вимірюванням потрібно також перевірити налаштування звукової карти на панелі керування. Усі звукові ефекти слід вимкнути, а параметри дискретизації встановити, як у REW. Це не дозволить алгоритму передискретизації Windows перешкоджати точності вимірювання. REW використовує лише 16-бітну дискретизацію.

Налаштування вимірювання

Завдяки цьому система фактично готова до вимірювань, але її варто відкалібрувати для точності. Це насправді означає два вимірювання, тому настав час ознайомитися з діалоговим вікном вимірювання REW, що з’являється, коли ви натискаєте кнопку Виміряти.

Передача частоти (оскільки її також можна виміряти за допомогою неї) та вимірювання потоку імпедансу використовують одне і те ж діалогове вікно, ви можете перемикатися між ними за допомогою кнопок SPL та імпедансу у верхньому лівому куті. У разі вимірювання імпедансу фон діалогового вікна змінюється на світло-блакитний.

Rsense - значення вимірювального резистора (100 Ом на вищезазначеному контурі), Rleads - опір вимірювального шнура. Діапазон вимірювання міститься в Початковій частоті та Кінцевій частоті, а Рівень - це гучність вихідного вимірювального сигналу. Якщо рівень сигналу занадто низький, вимірювання буде шумним, якщо він занадто високий, підсилювач для навушників може бути спотворений. Нам потрібно експериментувати з тим, що є найвищим значенням там, де ще немає упередженості. Налаштування за замовчуванням -12 дБ є хорошою відправною точкою, для моєї звукової карти рівень може бути підвищений до -6 дБ.

Довжина Чим довше вимірювання, тим краща роздільна здатність вимірювального сигналу (і вимірювана крива). Підмітає кількість вимірювань, якщо більше 1, REW вимірює кілька разів поспіль з однаковим сигналом, а потім усереднює. У розділі Вихід і Вхід можна вказати канали, що використовуються для вимірювання. Це те саме, що значення, встановлені у вікні Налаштування, але змінити вхід Loopback тут неможливо.

Вимірювання можна розпочати за допомогою кнопки Почати вимірювання. Права сторона показує рівень вихідного сигналу (Out), виміряний рівень сигналу (In) та опорний рівень сигналу (Ref In) під час вимірювання. Пік рівня сигналу буде позначений червоною лінією. Важливо, щоб ця червона лінія не піднімалася до 0 дБ під час двох вхідних сигналів під час вимірювання.

Те саме стосується рівня вхідного сигналу, як і для вихідного: якщо він занадто низький, вимірювання є шумом, якщо він занадто високий (досягає 0 дБ), він буде неточним через спотворення. Вам потрібно поекспериментувати з відповідним налаштуванням гучності на панелі управління.

Для драйвера Java важливо також, щоб формат сигналу був однаковим із параметрами REW та щоб різні процедури покращення звуку були відключені.

Калібруйте звукову карту

Першим калібрувальним пристроєм є звукова карта. Це для виправлення різниці між каналами. Якщо на карті немає аналогового регулятора рівня сигналу потенціометра, існує велика ймовірність, що цей крок можна пропустити, оскільки співіснування двох каналів, швидше за все, буде досить точним. Тоді калібрування не зашкодить, хоча б лише для того, щоб надати зважені докази того, що крок непотрібний.:)

Для калібрування вимірювальний резистор потрібно вимкнути (короткозамкнути), а систему залишити розвантаженою (нічого не підключено). Значення Rsense та Rleads мають бути встановлені на 0, тоді вимірювання слід розпочати за допомогою кнопки «Почати вимірювання».

Під час вимірювання рівні сигналу "In" та "Ref In", як правило, повинні бути майже однаковими:

Вимірювання, отримане в результаті калібрування, показує різницю між еталонним та виміряним сигналом у відсотках, тобто 100 Ом є повним збігом. Для моєї материнської плати відхилення становить лише 0,05%, тому, як очікувалося, калібрування могло бути опущено.

Тепер звукова карта відкалібрована, REW автоматично зберігає її та використовує результат для подальших вимірювань.

Калібрування випробувального проводу

Для отримання точних результатів вимірювання також слід виміряти опір тест-провідника. Для цього кінець кабелю повинен бути короткозамкнений і проведено вимірювання імпедансу. Для цього вимірювання Rsense потрібно встановити на вимірювальний опір (100 Ом), а значення Rleads - 0.

Зазвичай виміряний рівень сигналу (In) буде значно нижчим, ніж вимірюваний сигнал. Оскільки мій тест-кабель - це кабель гучномовця 1,5 мм² із зажимом для крокодила, ви не повинні вимірювати на ньому занадто великий опір. Однак завдяки самому затиску для крокодила та затискному кабельному роз'єму вимірювального пристрою все ще можна очікувати опору в кілька сотень міліомів.

Через низький рівень сигналу, REW відобразить повідомлення про помилку, але вам не потрібно турбуватися про це, ви можете продовжити з кнопкою OK. Опір тест-провідника, який у цьому випадку дорівнює 306 мОм, можна прочитати, збільшивши достатньо результат вимірювання. Це потрібно буде ввести в поле Rleads для фактичного вимірювання.

Здається, спостерігається невеликий підйом у високому діапазоні, це, мабуть, також пов’язано з індуктивністю системи та вимірювального резистора. Ми говоримо про 10 мОм лише кілька разів, тому вам не доведеться панікувати.:) Також здається, що наближаючись до половини частоти дискретизації (в даному випадку 24 кГц), точність стає гіршою. Оскільки я приймаю лише вимірювання імпедансу до 20 кГц (мірний мікрофон також відкалібрований лише до 20 кГц), це не проблема.

Виконання вимірювань

Після калібрування система дійсно готова до вимірювань, але перед тим, як підключити динамік або гучномовець, непогано перевірити її можливості та правильність проводки та налаштувань кількома резисторами (я рекомендую робити це перед кожним вимірюванням, щоб уникнути майбутні сюрпризи):

  • 3,3 Ом
  • 4,7 Ом
  • 3,3 + 4,7 Ом
  • 22 Ом